Теплоёмкость
Реферат
по
дисциплине Теплофизика
на
тему: «Теплоёмкость»
Москва 2014
ВВЕДЕНИЕ
Теплоёмкость (Т), количество теплоты,
поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее - отношение количества
теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его температуры, к
этому изменению.
Удельная теплоёмкость вещества
<#"882422.files/image001.gif"> R [то есть
около 12,5 дж/Кмоль× К), или 3
кал/(моль×град)], что
хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя
поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, и
закон равнораспределения приводит к значению Cv = R; между
тем опыт показывает, что теплоемкость двухатомного газа (при обычных
температурах) составляет всего R. Это расхождение теории с
экспериментом связано с тем, что при вычислении теплоемкости необходимо
учитывать квантовые эффекты, то есть пользоваться статистикой, основанной на
квантовой механике
<#"882422.files/image003.gif"> R вместо R.
При достаточно низких температурах
теплоемкость вообще должна вычисляться с помощью квантовой статистики. Как
оказывается, теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю в
согласии с так называемым принципом Нернста (третьим началом термодинамики
<#"882422.files/image004.gif">
к которым добавляются соответствующие
эффекты фазовых переходов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4691.html>.
Знание теплоемкости реагентов <http://www.xumuk.ru/bse/2315.html> в
некотором интервале температур позволяет осуществить расчет теплового эффекта
реакции, а знание теплоемкости растворов - рассчитать их термодинамические
свойства при любой температуре в пределах исследованного интервала.
Особо следует подчеркнуть роль
теплоемкости в структурных исследованиях индивидуальных веществ в
конденсированном состоянии и растворов. Величины, являющиеся второй производной
потенциалов Гиббса или Гельмгольца по параметрам состояния
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3191.html> (а теплоемкость относится
к таковым), весьма чувствительны к структурным изменениям системы. В твердых
телах <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4324.html> и сплавах
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4178.html> при фазовых переходах
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4691.html> 2-го рода типа порядок -
беспорядок наблюдаются скачки теплоемкости. В жидкостях <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html>
такие скачки имеют место вблизи критических точек равновесия
<http://www.xumuk.ru/biochem/24.html> жидкость - газ и жидкость -
жидкость. В жидкости <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html>, например,
при нагревании часть энергии может идти не на возбуждение новых степеней
свободы молекул <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2650.html>, а на
изменение потенциальной энергии взаимодействующих молекул
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2650.html>. Этот вклад называется
"конфигурационной" теплоемкостью; она связана с характером
молекулярного упорядочения в жидкостях
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html> и растворах. В биохимии
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/571.html> политермические измерения
теплоемкости дают информацию о структурных переходах в белках
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/486.html>.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Кикоин И. К., Кикоин А. К., Молекулярная физика. М., 1963.
.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964
(Теоретическая физика, т. 5).
3.
Рид <http://www.xumuk.ru/lekenc/7782.html> Р., Праусниц Дж., Шервуд Т.,
Свойства газов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html> и жидкостей
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1545.html>, пер. с англ., 3 изд., Л.,
1982.
.
Шульц М. М., Филиппов В. К., "Ж. Весе
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/717.html>. хим. об-ва им. Д.И.
Менделеева", 1982, т. 27, с. 485-94.
.
Панов <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3332.html> М.Ю., Белоусов В.П.,
в сб.: Химия <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4995.html> и
термодинамика <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4370.html> растворов
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3823.html>, в. 5, Л., 1982, с. 56-87.
.
Термодинамические свойства индивидуальных веществ
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/721.html>, под ред. В.
П.
Глушко,
3 изд.,
т.
1-4, М.,
1978-82.
. Панов
<http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3332.html> M. Ю.,
Experimental thermodynamics, ed. by J. P. McCullough, D. W. Scott, v. 1, N. Y.
- L., 1968.